单象限6RA70装置的双向运行改造.doc

1、单象限 6RA70 装置的双向运行改造江阴兴澄特种钢铁有限公司 花山分厂三轧钢 214432 摘要：本文介绍通过控制 6RA70 装置上的端子，改变励磁极性，使单象限传动装置按程序控制电枢及励磁，使电机能够平稳正反运行，解决了因直接切换励磁导致电机飞车，励磁回路故障等一系列问题。 关键词： 6RA70 装置，直流传动，励磁反向，接触器 1、前言 花山分厂三轧钢十辊矫直机主电机采用两台 132kW 直流电机拖动，直流电机的调速采用西门子直流传动装置 1P6RA7081-6DS22-0（单象限）驱动，通过 PLC 控制电机转动，当需要反转时，直接用 PLC 控制输出继电器控制反转励磁接触器动作，没

2、有通过利用 6RA70 内部程序改变励磁极性，导致正反转切换过程中经常烧励磁熔断器，严重时候，直接击穿励磁模板，并严重影响了电机使用寿命，给正常生产带来了极大的隐患。通过传动装置分析，可以新增直流传动装置 6RA70 内部励磁程序，改造原有传动系统。 2、改造前状况 改造前直流传动系统电枢电源通过电抗器-4L1，三相交流接触器-4KM2，及快速熔断器-4FU1、-4FU2、-4FU3 进入 6RA70 的电枢电源接线端子 1U1、1V1、1W1，经过 6RA70 装置内部电枢整流电路输出直流电源到1C1、1D1；励磁电源通过电抗器-4L1，三相交流接触器-4KM1，及熔断器-4FU4、-4FU

3、5 进入 6RA70 的励磁电源接线端子 3U1、3W1。经过 6RA70 装置内部励磁整流电路输出直流电源到 3C1、3D1。 （改造前电气原理见如图1） 通过分析，该传动系统存在设计缺陷： 2.1、PLC 直接控制励磁接触器后，虽然到电机侧的励磁极性可以改变，但在直流传动装置内部没有参与控制，导致该系统只能通过 EMF 反馈运行，电机的转速不稳定，生产过程中两台电机的电枢电流波动很大。2.2、实际操作过程中存在很大问题，操作人员需要培训相当长一段时间后，才能操作该设备，而且操作顺序稍有不当，将直接导致 6RA70装置报故障。 2.3、励磁极性切换过程中，直流传动装置励磁模板受到大电流的冲击

4、，导致励磁熔断器经常烧毁。 图 1、改造前电气原理图 3、改造方案实施 3.1、传动装置 6RA70 输入信号： 原有的-4KM3，-4KM4 线圈的控制线路拆除，新增中间继电器-4K3，其中-4KM3 接触线圈接中间继电器-4K3，-4K3 的常开触点接传动装置6RA70 装置的端子 44 和端子 39，用来控制传动装置内部的程序。改造后电气原理见图 2 3.2、传动装置励磁接触器 传动装置 6RA70 的端子 46 和端子 47 接中间继电器 SK1，端子 48 和端子 54 接中间继电器 SK2，新增 220V 电源线路，通过装置继电器常开点SK1，励磁反转接触器常闭点-4KM4，控制励

5、磁正转接接触器-4KM3；同时220V 电源通过装置 6RA70 控制继电器常开点 SK2，励磁正转接触器常闭点-4KM3，控制励磁反转接触器-4KM4，通过这样的控制方式，可以有效保证励磁回路控制顺序。 图 2，改造后电气原理图 3.3、装置参数及内部控制程序 在直流传动装置 6RA70 内部还需要设置相应的参数才能运行，这样通过改变直流电动机励磁线圈的电流方向，单象限 6RA70 整流器组成的驱动电路，才能够运行在其他象限，本项目中改变励磁回路-4KM3、-4KM4 励磁接触器的电压极性，使电机能够在正反两个方向运行。 开关量连接器 B0260、开关量连接器 B0261 的信号电平，是由传

6、动装置内部运行顺序决定的，使用励磁反向改变旋转反向功能。这些开关量连接器用于控制中间继电器 SK1 和 SK2，来改变励磁极性的转换接触器。在励磁回路中必须安装一个过压抑制器回路。 B0260 的电平： 0 无接触器控制 1 控制一个接入正励磁方向的接触器 SK1。 B0261 的电平： 0 无接触器控制 1 控制一个接入负励磁方向的接触器 SK2 励磁的正反转功能，由在 P580 中选择的开关量连接器来控制，项目中通过直流传动装置 6RA70 的端子 39 控制励磁的正反转功能，端子 39对应的内部开关量连接器为 B16，因此在参数 P580 中设置开关量连接器B16 才能进行正反转功能控制

7、。使用励磁反向功能并且定义了励磁方向后，如果确定了正速度给定，同时也就确定了电机的旋转方向，传动装置端子 39 的电平逻辑控制如下： 电平： 0 选择正的励磁方向（“闭合励磁接触器 SK1”（B0260） = 1， “打开励磁接触器 SK2”（B0261） = 0） 1 选择负的励磁方向（ “打开励磁接触器 SK1”（B0260） = 0， “闭合励磁接触器 SK2”（B0261） = 1） 改变励磁方向的开关量连接器逻辑电平，即开始一个电动机相反方向加速的内部控制顺序。当励磁反向过程仍在进行时，控制用开关量连接器的逻辑电平是无关紧要的，即一旦功能开始将完全不能中断。只有在完成时才进行另一个校

8、验，以确认控制用开关量连接器的逻辑电平，与当前所选择的励磁方向是否相符，直流传动装置 6RA70 内部电枢及励磁控制程序如下： 1. 驱动以旋转方向 1 旋转（或静止） 2. 控制“使用励磁反向改变旋转方向”的开关量连接器的逻辑电平端子 39 改变 3. 内部励磁反向过程开始（只在由按钮功能“利用励磁反向制动”控制的制动操作无效时）： 3.1 等待电枢电流 IA = 0 然后电枢触发脉冲禁止。 （驱动装置滞留在运行状态 o1.4） 3.2 励磁脉冲禁止（同时导致 K0268 = 0） 3.3 等待 Ifield（K0265） Ifield set（K0268）P398/100% 3.12 等待由 P092.i004 设置的延时时间（0.0 至 10.0s，工厂设定3.0s） 3.13 电枢触发脉冲使能（驱动装置可以退出运行状态 o1.4） 4、效果评估 直流传动装置 6RA70 的功能很强大，在使用的过程中需要熟悉每个部分的功能，才能够保证设备的正常稳定运行，此十辊矫直机的直流传动装置 6RA70 在设计之初，没有应用好直流传动装置 6RA70 的功能，导致设备故障较多，因此，在进行设计和改造过程中，要遵守西门子提供的设计方案，才能真正做到设备运行稳定，可靠。